Електропровідний рознімний контактний з’єднувальний пристрій

Корисна модель відноситься до електротехніки, а саме до з'єднувальних пристроїв, зокрема до кабельних наконечників, апаратних затискачів та інших аналогічних пристроїв, які встановлюють, наприклад, на кабелях для полегшення приєднання до інших струмопровідних елементів. Відомий електропровідний рознімний контактний з'єднувальний пристрій (див. св-во на корисну модель РФ №8530, заявл. 16.02.98, опубл. 16.11.98, МКл.6 H01R15/00), що містить хвостову і затискну частини, струмопередавальні поверхні контакт-деталей якого споряджені покриттям товщиною не менше 15 мкм, виконаним із галію. Відомий пристрій може бути використаний тільки для забезпечення спеціальних електричних з'єднань . Оскільки покриття виконане з дорогого матеріалу - галію, застосування відомого з'єднувального пристрою обмежено. Крім того, виконання такого покриття пов'язане з певними труднощями нанесення покриття на контактну поверхню пристрою через низьку температуру плавлення галію. Найбільш близьким до пристрою, що заявляється, по технічній суті і результату, що досягається, є електропровідний рознімний контактний з'єднувальний пристрій (п. РФ №2096877, заявл. 16.01.96, опубл. 20.11.97, МКл.6 H01R11/00), що містить хвостову і затискну частини, контактна поверхня останньої споряджена покриттям. Товщина покриття у відомому пристрої становить не менше 10 мкм. Покриття виконане холодним газодинамічним напилюванням на суцільнометалеву основу електропровідного матеріалу у вигляді порошку міді. Покриття одержують нанесенням на поверхню виробу високошвидкісним потоком часток порошку, прискорених до необхідних швидкостей надзвуковим струменем газу при температурі, істотно меншій, ніж температура плавлення матеріалу часток. При холодному газодинамічному напилюванні частки порошку не розплавлюються, а розподіляються на контактній поверхні пристрою під дією одержаного прискорення. У результаті не всі частки порошку досить, міцно закріплюються на основі, і не забезпечується необхідна міцність зчеплення матеріалу покриття з контактною поверхнею пристрою. Крім того, у складі матеріалу покриття у відомому пристрої містяться також оксиди міді, що утворилися через використання в процесі нанесення покриття газу, який містить кисень (ацетилену і кисню або пропану, бутану і кисню). Це, у свою чергу, знижує якість покриття, а також погіршує електричний контакт усього пристрою. Пристрій, у якому товщина покриття становить близько 10мкм, не може бути використаний для приєднання до струмопідвідних елементів багаторазово. Це пов'язано з тим, що приєднування пристрою здійснюють шляхом притиску контактної поверхні, на яку нанесене покриття, болтовим з'єднанням, що при такій товщині покриття може привести до деформації контактної поверхні, внаслідок чого руйнується покриття і не забезпечується надійність електричних контактів пристрою, знижується захист від електрохімічної корозії. В основу технічного рішення поставлена задача удосконалення електропровідного рознімного контактного з'єднувального пристрою, у якому нове виконання елементів пристрою та змінення їх геометричних параметрів забезпечують підвищення міцності зчеплення матеріалу покриття з контактною поверхнею і цілісності покриття, за рахунок чого підвищується надійність електричного контакту пристрою, забезпечується можливість його багаторазового використання, а також захист від електрохімічної корозії. Поставлена задача вирішується тим, що в електропровідному рознімному контактному з'єднувальному пристрої, що містить хвостову і затискну частини, а контактна поверхня останньої постачена мідним покриттям, новим є те, що покриття має товщину 250-350мкм і одержане плазмовим розпиленням дроту на попередньо оброблену контактну поверхню. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю суттєвих ознак пристрою і технічним результатом, що досягається, полягає в тому, що конструктивне виконання електропровідного рознімного контактного з'єднувального пристрою, що заявляється, а саме: - оптимізація товщини покриття; - одержання покриття плазмовим розпиленням дроту; - нанесення покриття на попередньо оброблену контактну поверхню, у сукупності з відомими ознаками забезпечує підвищення міцності зчеплення матеріалу покриття з контактною поверхнею і цілісності покриття, за рахунок чого підвищується надійність електричного контакту пристрою, забезпечується можливість його багаторазового використання, а також захист від електрохімічної корозії. Електропровідний рознімний контактний з'єднувальний пристрій, покриття затискної частини якого одержане плазмовим розпиленням мідного дроту на попередньо оброблену контактну поверхню, має підвищену міцність зчеплення матеріалу покриття з контактною поверхнею. Це пояснюється таким. Підготовка контактної поверхні здійснюється, наприклад, дробоструминною обробкою, у результаті чого видаляється оксидна плівка, а контактній поверхні надається шорсткість з гострими виступами, розміри яких сумірні з розмірами часток матеріалу покриття, які розпилюють. Матеріал покриття у вигляді дроту подається в потік плазми. У результаті дріт рівномірно нагрівається, і матеріал покриття рівномірно розподіляється по факелу струменя плазми. Частки міді розплавляються і з великою швидкістю вдаряються об контактну поверхню. При зіткненні розплавленої частки з контактною поверхнею відбувається процес, подібний до мікрозварювання, що забезпечує необхідну міцність зчеплення покриття з контактною поверхнею пристрою, а також цілісність покриття. Міцність зчеплення покриття збільшується також за рахунок утворення між алюмінієм, з якого виготовлена затискна частина пристрою, і матеріалом покриття - міддю прошарку псевдосплаву Al-Cu, який утворюється під дією температури плазмового струменя. Крім того, плазмове розпилення дроту здійснюють у середовищі інертного газу, наприклад, аргону, що виключає утворення оксидів міді і позитивно впливає на якість покриття, на його цілісність. Експериментально встановлено, що оптимальна товщина покриття з міді, нанесеного на контактну поверхню затискної частини пристрою, що заявляється, становить 250-350мкм. При товщині покриття менше заявленої, міцність зчеплення покриття з контактною поверхнею знижується, порушується цілісність покриття, у результаті зменшується надійність електричного контакту пристрою, не забезпечується захист від електрохімічної корозії. При збільшенні товщини покриття вище заявленої значно збільшується витрата матеріалу покриття, а також відбувається руйнування покриття через внутрішні напруги. Таким чином, одночасне виконання покриття товщиною 250-350мкм і одержання покриття плазмовим розпиленням мідного дроту на попередньо оброблену контактну поверхню затискної частини пристрою дозволяє підвищити міцність зчеплення матеріалу покриття з контактною поверхнею, забезпечити цілісність покриття і, за рахунок цього, підвищити надійність електричного контакту всього пристрою, забезпечити багаторазове використання його, а також захист від електрохімічної корозії. Електропровідний рознімний контактний з'єднувальний пристрій, що заявляється, хвостова і затискна частини якого виконані з алюмінію, виготовляють таким чином. Контактну поверхню затискної частини пристрою піддають обробці, наприклад дробоструминній обробці колотою чавунною крихтою з розміром часток близько 1,4мм для видалення окісної плівки і надання шорсткості контактні поверхні. Далі наносять покриття плазмовим розпиленням мідного дроту за допомогою плазмотрона прямої дії. Дріт, що використовують як матеріал покриття, є покупним виробом, одержаним згідно ДСТУ 7871-75, і має діаметр 1,2-2,0 мм. Промислові іспити пристроїв, що заявляються, а саме апаратних затисків марок А1А-10-7, А1А-16-7, А1А-35-7, А2А-300-2, А4А-70-8 і кабельних наконечників ЛІ 6-8 проводилися на металургійних підприємствах м. Запорожжя (Запоріжсталь, Дніпроспецсталь, феросплавний завод). Захисне покриття одержували плазмовим розпиленням мідного дроту на попередньо оброблену контактну поверхню за допомогою плазмотрона прямої дії потужністю 25 кВт (робочий струм - 180 А, напруга 65 В). Були виготовлені апаратні затискачі і кабельні наконечники з товщиною мідного покриття від 200 до 400мкм. Здійснювали дослідження впливу товщини покриття на якість пристрою, що заявляється, а саме визначали міцність зчеплення покриття на відрив, перехідний опір покриття, можливість багаторазового використання пристрою. Дослідженню піддавали апаратні затискачі з мідним покриттям, які потім використовували в якості електропровідних рознімних контактних з'єднувальних пристроїв в силових шафах індукційних печей, а кабельні наконечники з мідним покриттям - у шафах керування силовими агрегатами (результати іспитів приведені в таблиці). Таблиця Міцність ПереВид Товшина зчеплення хідний № Состав матеріалу покриття, покриття опір п/п покриття для мкм навідрив, покриття, покриття Ом МПа 1 2 3 4 5 6 . 42,5 10 -4 1 Cu порошок 15 6,5 2 Сu дріт 200 22,0 36,3.10-4 3 Сu дріт 250 25,0 35,2.10-4 4 Сu дріт 300 29,1 32,9.10-4 5 Сu дріт 350 35,0 34,6.10-4 6 Сu дріт 400 26,0 37,4.10-4 Інші характеристики пристрою 7 Покриття руйнується вже після одноразового використання пристрою. При багаторазовому використанні пристрою суцільність покриття порушується. Пристрій з таким покриттям може бути використаний багаторазово. Покриття суцільне. Електроопір контактних з'єднань відповідає ДСТУ 10434-82, п.2.2.3. Пристрій з таким покриттям може бути використаний багаторазово. Покриття суцільне. Електроопір контактних з'єднань відповідає ДСТУ 10434-82, п.2.2.3. Пристрій з таким покриттям може бути використаний багаторазово. Покриття суцільне. Електроопір контактних з'єднань відповідає ДСТУ 10434-82, п.2.2.3. При багаторазовому використанні пристрю відбувається руйнування покриття через внутрішні напруги. У прикладі за прототипом (приклад №1) покриття виконане нанесениям мідного порошку на контактні поверхні пристрою холодним газодинамічним напилюванням, товщина його складає 15мкм. Пристрій з таким покриттям має недостатню міцність зчеплення покриття, високий опір покриття, покриття швидко руйнується вже при одноразовому використанні пристрою. Дослідження впливу товщини покриття на якість електропровідного рознімного контактного з'єднувального пристрою показали, що оптимальна товщина покриття складає 250-350мкм (приклади №35), тому що пристрої з таким покриттям мають найкращі показники якості. Зниження товщини покриття нижче тієї, яка заявляється, приводить до зниження міцності зчеплення покриття з контактною поверхнею, до порушення цілісності покриття при експлуатації пристрою, до зниження надійності електричного контакту і захисту від електрохімічної корозії. Збільшення товщини покриття вище тієї, яка заявляється, приводить до руйнування покриття через внутрішні напруги, а також до необфунтованого збільшення витрат матеріалу покриття. Таким чином, електропровідний рознімний контактний з'єднувальний пристрій, що заявляється, характеризується надійністю електричного контакту, можливістю багаторазового використання, що досягається за рахунок підвищення міцності зчеплення покриття з контактною поверхнею і забезпечення цілісності покриття.